果蝇——小昆虫的大成就

黑腹果蝇,俗称果蝇,是遗传学和发育生物学研究者的宠儿。作为生物学研究中最重要的一种模式动物,其研究历史已超过一个世纪。果蝇拥有许多其他模式动物无法比拟的优势,因此被广泛应用于研究胚胎发育、器官发生、疾病和动物行为的遗传调控机制。     

多聚酶链反应（PCR）的应用：有机体和群体生物学

在过去的15年内,重组DNA技术的发展使得人们能在分子水平上对特殊的基因作详细地研究。生物科学的许多领域如遗传学、分子生物学、细胞生物学和发育生物学所获得的成果都是巨大的,这些进展的取得是对一定量的物种主要是人、鼠、果蝇、酵母和大肠杆菌的基因结构作充分分析的结果。     

一种新的胚胎动物

20世纪70年代末，当发育遗传学家克里斯蒂那·纽斯莱．福尔哈特（ChriaianeNusslein－Volhard）和恩里克·维肖思（EricWieschaus）使上千只果蝇的DNA随机突变，然后筛选出它们子代的胚胎缺陷型时，发育生物学中最令人感兴趣的实验之一便开始进行了。他们为研究一系列曾经是神秘的发育过程中的遗传因素开辟了道路，并因此获得了诺贝尔奖。如今，纽斯莱福尔哈特和他的同事们又做了一次类似实验，这次主要是针对动物界中的脊椎动物。他们以斑马鱼为材料，应用其已有的技术生产出了一种稀奇的新型变异动物——这为未来发育生物学的进展打下…     

果蝇翅膀器官芽中Dpp 浓度梯度形成的数学模型

 Decapentaplgic(Dpp)是影响果蝇翅膀发育的重要成形素(morphogen)之一. 在果蝇胚胎发育的过程中, Dpp 在翅膀器官芽的前后轴(antero-posterior axis)附近产生, 通过某种未知的机制输运到翅膀器官芽的其他位置, 启动相应的信号转导通路, 控制目标位置细胞的生长发育. 通过反应扩散方程建立成形素通过细胞膜非受体(non-receptor)的协助从其局部合成区域扩散到远程作用区域的数学模型, 研究非受体对成形素浓度梯度形成的影响. 阐明了通过非受体协助的成形素输运机制, 可以形成既有生物学意义又对成形素超表达具有好的鲁棒性的浓度梯度.       

非编码RNA: 比较近缘物种及寻找雄性功能基因

非编码RNA是近来发现的一类具有重要功能的基因. 本文针对“果蝇近缘物种间性腺特异ncRNA表达图谱存在显著差异”一文, 讨论其涉及的内容对ncRNA研究领域发展的意义. 该文采用比较基因组分析与基因间区RT-PCR相结合的简便而有效的非编码RNA检测手段, 在黑腹果蝇中鉴定出12个性腺特异性表达的非编码RNA基因, 并发现他们在黑腹果蝇及其近缘种间的表达存在差异. 这一结论一方面暗示了同一个非编码RNA基因在物种进化过程中演化出了各自的表达调控机制, 另一方面也为性别发育生物学和进化生物学研究提供了一个有价值的ncRNA基因的研究平台.     

细胞生物学的趋向和发展战略

一、细胞生物学的发展趋向和前沿领域细胞是生物的形态结构和生命活动的基本单位。从施旺和施莱登(1838—1839)提出细胞学说以来,细胞学一直是生物学的基础,尤其在遗传和发育的研究中起了巨大的推动作用,并广泛地渗入到生物学的各部门。从历史上看,细胞学经历了以细胞核和染色体研究为主流的古典细胞学时期,进入到以活细胞的实验研究为标帜的实验细胞学时期。50年代以来,对细胞的实验研究和生物化学的结合,以及电子显     

1995年诺贝尔医学奖——破译胚胎发育的遗传规律

三位与果蝇打交道40余年的胚胎遗传学家荣获了1995年诺贝尔医学奖,他们是美国学者爱德华·路易斯、埃里希·维绍斯和德国学者克里斯蒂安·尼斯莱因—福尔哈德。他们因“发现了控制早期胚胎发育的重要机理”而获此殊荣。 最早应用果蝇进行生物学研究的是哈佛大学学者伍德沃思,那是在1900年。后来伍德沃思将果蝇推荐给卡斯尔,并指出果蝇可能是遗传学研究的最佳实验模型。卡斯尔     

复杂的指令链：细胞生物学研究中的新课题

复杂的指令链：细胞生物学研究中的新课题苏中启编译自从美国遗传学家摩尔根于１９０６年开始利用果蝇来研究特定基因以来．生物学家从它们身上获得了大量研究成果。对于细胞中至关重要的指令链（Ｃｏｍ－ｍａｎｄｃｈａｉｎ）的研究也不例外：果蝇仍然是极好的研究对象。...     

稳态磁场对真核生物细胞骨架的影响

细胞骨架是一种重要的细胞器,主要包括微管、微丝和中间纤维,在维持细胞形态、调控胞内物质运输、调节细胞分裂和细胞迁移等方面起着重要的作用,参与生殖发育和肿瘤发生等多个生理和病理过程,是细胞生物学以及肿瘤生物学领域的重要研究对象.从二十世纪七八十年代起,关于稳态磁场对真核生物细胞骨架影响的研究在理论解释和实验观测方面都取得了一系列进展.在理论解释方面,研究者不仅计算了肽键的微弱抗磁各向异性,而且进一步计算了微管多聚体较强的抗磁各向异性.在实验观测方面,研究者发现不仅体外纯化的微管或微丝能够沿着强磁场方向排列,并且细胞内由微管或微丝构成的相关结构也会受到稳态磁场的影响,例如纺锤体、精子和草履虫纤毛等.相比之下,磁场对中间纤维的影响研究较少.随着高场磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)的研发与应用,以及稳态磁场在肿瘤治疗领域的潜在应用的逐步开发,进一步研究不同参数稳态磁场与体内细胞骨架之间的关系对研究和解释磁场对肿瘤发生和生殖发育等的影响至关重要.     

果蝇独居的后果

果蝇是一种社会化动 物,科学家常常用它做实 验,研究人类社会.在最近一项实验中,科学家将果蝇单独隔离,然后与群居的果蝇进行对比.结果发现,独居的果蝇睡眠更少、进食更多.     

海洋模式动物海鞘及其脊索发育与调控

海鞘属于尾索动物,是与包括人类在内的脊椎动物进化距离最近的无脊椎动物.海鞘幼虫背部具有脊索,是无脊椎动物和脊椎动物的过渡类型,在研究脊椎动物起源和脊索动物进化中具有非常重要的地位.海鞘还是滤食性生物类群,在控制碳流向等海洋生态过程中起重要调节作用.海鞘卵及胚胎透明、身体结构简单、胚胎发育的细胞谱系明确,是镶嵌型发育的典型模式动物.最近,随着几种海鞘基因组的解析以及基因和胚胎操作技术、细胞生物学和实时影像等技术在海鞘生物学研究中的应用,海鞘发育生物学研究取得了令人瞩目的进展.本文阐述了尾索动物的进化地位和海鞘的生物学特征及其海洋生态学功能,概述了现阶段海鞘生物学研究的技术手段和可共享的遗传材料及基因等网络资源,着重论述了模式动物玻璃海鞘的特征器官脊索的起源与发生以及脊索管腔形成所经历的复杂细胞学过程和分子调控机制,总结了最近国内外海鞘生物学研究进展,提出了未来的发展方向以及需要开展工作的重要领域.     

昆虫世界的两性关系

黄果蝇的雄虫竞争 黄果蝇是研究遗传和演化的绝佳对象.黄果蝇成虫在野外以腐烂水果为生,常成群聚集取食.由于雌蝇常有与多只雄蝇交配的机会,雄蝇必须面对强大的精子竞争压力,因此雄蝇演化出了能杀死它交配前雄蝇精子的细胞.     

探索生命的奥秘（八）——纪念诺贝尔生理与医学奖100年

历经百年的探索,生命科学家们终于—— 掌握了基因的真谛 位于人体细胞核23对染色体上的约3～12万个基因可分为4种。 ●结构蛋白基因(即发育遗传基因) 是可以表达出细胞结构的蛋白质。20世纪50年代初,美国人路易斯研究果蝇双胸畸型,发现了同源异形基因控制着体节的发育。20世纪     

从首个合成细胞看合成生物学的现状与发展

合成生物学是一门新兴交叉学科,诞生至今已在医药、能源、环境、农业等多个领域展现出巨大的应用前景和发展潜力,对探索生命起源与进化等生物学基本问题亦发挥重要作用.随着2010年5月首个合成细胞的诞生,合成生物学再次引起了社会各界的高度关注和广泛讨论.欧美等国已在合成生物学领域开展多项研究并已取得诸多成果.为了推动和促进这一新兴学科在中国的发展,本文在阐明合成生物学概念及研究内容的基础上,一方面综述了合成生物学的研究现状及国内外发展,分析了合成生物学所面临的机遇与挑战;另一方面,对合成生物学未来的发展,尤其是在中国的发展作出展望.     

性别判定的分子机制

性别分化虽然是最基本的发育事件之一,性别决定的分子机制却五花八门,哺乳动物的性别决定于Y染色体上的Sry基因存在与否,果蝇和线虫的性别决定于X染色体的多少,蕨类的性别决定于外激素,性别分化是一个多基因有序参与的过程.果蝇的调节体系是一个由可变RNA剪接决定的正调节级联,它有两个支路:细胞自主地起作用;线虫的调节体系是一个负调节级联,不完全是细胞自主的.两性间X染色体数目不等,所以要对X连锁基因的表达作剂量补偿.哺乳动物的剂量补偿机制是将雌性的两条X染色体随机关闭一条,果蝇是使雄性那条X染色体转录水平提高1倍,线虫则是使XX个体的X转录水平降低,这种多样性提供了胚胎发育过程中分子调节开关作用机理的一个丰富的信息源泉.性别决定的分子奥秘正在被逐步揭开.     

书讯

《英汉生物化学及分子生物学词典》(第2版)编者:谭景莹李玉瑞出版:科学出版社2007年1月定价:75.00本词典在《英汉生物化学及分子生物学词典》和《英汉生物化学及分子生物学词典(续编)》的基础上进行了合订、修订、再版,并且增加了约5500条新词,大部分带有释义,涉及遗传学、免疫学、微生物学、细胞生物学、神经科学、发育生物学等.本词典反映了学科最新发展动态,内容全面、丰富.     

“细胞识别”的分子生物学基础

“细胞识别”是生物学中最近提出来而尚未详加探索的一个学科,就“细胞识别”这个课题而论,它是分子生物学的一个分支,它与细胞学、生理学、生物化学和遗传工程学等方面有密切关系。一方面,可以运用上述学科的理论与实验技术来研究“细胞识别”的机理;另一方面,“细胞识别”的研究成果又将推动上述学科的发展和被广泛应用到医学上的治病、防病,农作物和农畜的抗病研究工作中去。所以,在分子水平上对“细胞识别”的研究和探讨,无疑具有重大的理论和现实意义。     

水生生物学科学前沿及热点问题

鱼类遗传和鱼类免疫是水生生物学2个重要的中心议题.一些鱼类,如斑马鱼和青鳉等可作为研究遗传、发育和免疫等与生命相关科学问题的模型,斑马鱼等模型鱼类已成为生命科学、特别是脊椎动物进化发育生物学等重大发现的主角.随着重要养殖鱼类和水产动物全基因组研究的发展,一些与水产养殖相关的特殊生物学现象已从其进化适应的分子机制上得到了深入解析,并由此促进了2个现代的水产遗传育种生物技术,即基于分子模块设计育种体系和基于全基因组分型的选择育种途径的发展和应用.此外,鱼类及水产动物免疫机理与病害防控策略研究助推了脊椎动物发育和比较免疫学发展高潮的到来,也为抗病育种和病害防控提供了新的技术途径.总之,由于水产养殖已被认为是人类未来食物的重要来源,水生生物学的研究及其进步将是水产养殖可持续发展的源泉.     

胚胎发育的基因调控——1995年度诺贝尔生理学/医学奖简介

1995年度诺贝尔生理学/医学奖授给了三位国际著名发育生物学家,他们对果蝇早期胚胎的基因调控作出了杰出的贡献.他们发现了一些重要的基因能控制果蝇的胚胎发育.这为研究人类的胚胎发育和阐明畸形产生的机理奠定了重要理论基础.虽然他们采用的方法是经典遗传学手段,但得到的成果却令人惊叹而信服.这些突破性成就来自于纯理论性的基础研究,在当前强调应用性研究的气氛中,颇为理论研究鼓气壮胆.     

吴瑞生命科学学会

吴瑞生命科学学会(RWS)是由留美华人和中国生命科学家共同组成的一个非赢利性专业学会, 旨在促进中美间的科技交流和中国的生命科学研究. 该学会现有会员300余名, 均为生物界精英, 至少具有助理教授或同等资格, 研究领域涉及分子生物学和遗传学、细胞和发育生物学、医学、药理学、植物生物学和生物技术学. 1998年初, 在一群近22年间留美的年轻华人科学家的倡议下, 该学会成立. 当时, 新加坡分子生物学研究所所长陈仁惠博士提议以康奈尔大学吴瑞教授的名义建立基金会, 以纪念他为中美间学术交流所做的贡献. 这一提议立即在留美华人学者中引起了热烈反响, 成立专业学会的想法也由此产生. 当时已有的中国生命科学专业网站迅速而广泛地传播了这一消息. ……